Geoptimaliseerde tribo -elektrische nanogenerator kan de abnormale loop bij tieners volgen

Een team dat zich toelegt op het ontwerpen van energieconversie -apparaten, geleid door Weilin Chen van de Northeast Normal University in Changchun, ontwierp onlangs een tribo -elektrische nanogenerator op basis van het veranderen van de nanomorfologie van polyoxometalaten voor loopmonitoring van tieners. Flexibele, lichtgewicht en draagbare tribo -elektrische nanogenerators worden momenteel op grote schaal gebruikt op het gebied van draagbare apparaten en hebben potentiële applicatiewaarde bij loopbewaking. De door het team ontworpen nanogenerator kan abnormale gangen van tieners gevoelig vastleggen, die onderzoek op dit gebied kunnen bevorderen.

Het team publiceerde hun paper in Nano -onderzoek op 13 januari 2025.

“In dit artikel gebruikte ons onderzoeksteam de voordelen van polyoxometalates nanomaterialen om POMS -nanoroden te selecteren als tribo -elektrische materialen om een ​​tribo -elektrische nanogenerator te assembleren en een reeks prestatietests uit te voeren om de verbetering in de prestaties te bevestigen. Goede resultaten, “zei Chen Weilin, de bijbehorende auteur van het artikel en een professor aan de School of Chemistry, Northeast Normal University.

Polyoxometalaten (POM’s) nanomaterialen, gesynthetiseerd door POM’s te construeren als functionele en structurele eenheden in nanostructuren, zijn de afgelopen decennia uitgebreid bestudeerd. Ze bezitten uitstekende fysische en chemische eigenschappen van Poms, evenals de voordelen van kleine omvang, rijke oppervlaktemorfologie en een groot specifiek oppervlak dat traditionele materialen missen.

In de afgelopen jaren is de ontwikkeling en het gebruik van hernieuwbare en schone energie een onderzoekshotspot geworden. Het team onder leiding van professor Chen heeft de afgelopen jaren verschillende artikelen gepubliceerd over de toepassing van Poms op het gebied van Teng, wat het unieke potentieel van POM’s in Teng -toepassingen onthult.

Professor Chen zei: “We willen de toepassingsvelden van polyoxometalaten uitbreiden, de voordelen van polyoxometalaat nanomaterialen gebruiken en hun potentiële waarde op het gebied van nanogenerators verkennen.”

Het team gebruikte zes Poms -nanoroden van verschillende grootte (Ag₄Siw₁₂O₄₀· NH₂O) gesynthetiseerd door zelfassemblage van poms (h₄Siw₁₂O₄₀· NH₂O) Als tribo -elektrische materialen om tengs te monteren. De teng samengesteld uit nanorod met een diameter van 100 nm en een lengte van 400-1000 nm heeft een optimale prestaties met de spanning, stroomdichtheid en lading zijn 104,3 V, 1127,1 μa‧m⁻²en respectievelijk 15,38 NC, die meer dan twee keer zijn van de teng bestaande uit Poms (h₄Siw₁₂O₄₀· NH₂O).

De geoptimaliseerde Teng handhaafde een spanning van ongeveer 100 V gedurende de stabiliteitstest van 1000 s. Het maximale vermogen bedraagt ​​25,2 μW bij 500 MΩ externe weerstand. De redenen voor de verbeterde prestaties van nanoroden teng vergeleken met Poms Teng zijn de toename van ruwheid en oppervlaktepotentiaal, die werd bevestigd door AFM- en KPFM -testen.

Het team heeft vastgesteld dat Poms NanoRods Tengs aanzienlijke prestatieverbeteringen kunnen bereiken, waardoor nieuwe ideeën worden geboden voor de selectie van tribo -elektrische materialen en een nieuw onderzoeksperspectief voor de chemie van polyoxometalaten.

Tieners bevinden zich in een kritieke periode van skeletontwikkeling, waarbij onjuiste loop niet alleen hun uiterlijk beïnvloedt, maar ook leidt tot gebogen houdingen, lage atletische vaardigheden en een verhoogd risico op sportletsels. Tijdige monitoring van de abnormale gangen van tieners is cruciaal voor hun lichamelijke gezondheid en ontwikkeling.

Professor Chen’s team paste geoptimaliseerde Teng toe op de linker- en rechtervoeten van verschillende tieners om abnormale gang te volgen. De spanningsveranderingen kunnen de inconsistentie en abnormale situaties van gangen gevoelig weergeven. Deze studie bevestigt de potentiële en unieke voordelen van POMS -nanomaterialen als tribo -elektrische materialen en biedt een ontwerpschema voor loopmonitoring.

Vooruitkijkend, verklaarde het team dat ze meer diepgaand onderzoek zullen doen naar de toepassing van Poms Nanodods Tengs voor loopmonitoring en ernaar streven deze applicatie zo snel mogelijk uit het laboratorium te brengen. “We zullen meer poms-nanomaterialen blijven ontwikkelen met uitstekende prestaties voor het Tengs-veld door het ontwerp en de aanpassing van POMS-materialen,” zei Wei-Lin Chen.

Het Chinese onderzoeksteam omvat Yijia Hao, Tuo Ji, Jing Zhang en Weilin Chen van de Northeast Normal University in Changchun, Jilin Province, China.